Machine Siemens

— La machine Siemens ne diffère de la machine Gramme que par l'enroulement

de l'induit. L'organe élémentaire est un cadre rectangulaire {fig. 286) tournant d'un mouvement uniforme entre les pôles

JouBERT. — - Électricité. -^

d'un électro-aimant. Les deux côtés du cadre parallèles à l'axe sont, à chaque instant, le siège de forces électromotrices égales et de signes contraires, mais qui ajoutent évidemment leurs effets pour faire circuler un courant dans le même sens tout autour du cadre. Cette force électromotrice est maximum dans le plan parallèle au champ; elle est nulle et change de signe dans le plan perpendiculaire.

L'anneau de la machine Gramme est remplacé par un tambour de fer doux, lequel est recouvert, à l'extérieur seulement et parallèlement aux génératrices, par des cadres analogues au précédent et situés dans des plans équidistants passant par l'axe. Chacun des cadres est formé de plusieurs spires, et tous sont mis en communication continue par l'intermédiaire d'un collecteur Gramme, la fin d'une section et le commencement delà suivante aboutissant à une même touche. Ainsi le fil qui part de la touche n° i va directement au pourtour du tambour, suit la génératrice correspondante, traverse diamétralement la seconde base, revient par la génératrice opposée, et après avoir donné huit spires parallèles, revient finalement rejoindre la touche n° 2 et ainsi de suite; le fil qui part de la touche diamétralement opposée recouvre exactement le premier, de sorte que le tambour est recouvert sur toute sa surface de deux couches de fil.

Deux balais placés dans un plan sensiblement perpendiculaire au champ recueillent un courant continu^ mais un peu moins uniforme que celui de la machine Gramme, le nombre de sections étant en général moindre.

Ainsi la différence essentielle des deux machines est que dans l'anneau Gramme, le fil est enroulé sur l'anneau exté^ rieurement et intérieurement ; dans le tambour Siemens, il est seulement h l'extérieur et ce tambour pourl^ait être un cylindre plein.

Ces deux machinés orit servi de types à un grand nombre de dynamos qui n'en diffèrent que par des détails de construction et des particularités sëcondairesi

353. Calcul d'une machine. — Les propriétés d'une machine dynamo telle que la machine Gramme, prise dans son ensemble, peuvent être considérées comme résultant du mouvement relatif de deux circuits fermés, dont chacun est le siège d'un flux d'espèce particulière : le circuit magnétique, siège d'un flux qu'on appelle le flux d'induction, le circuit électrique, siège d'un flux qui est le courant électrique, les

deux flux étant reliés par la relation /for/zl == - ^ Q (247).

Le circuit magnétique est formé par le fer à cheval des inducteurs, par le noyau de fer doux de l'anneau ou du tambour, noyau qu'on désigne souvent par analogie sous le nom à'armalure et par l'espace compris entre les pièces polaires et l'armature, espace rempli par de l'air ou du cuivre et auquel on donne souvent le nom à! entre- fer.

Le flux d'induction n'est pas le même dans toutes les parties du circuit : une partie échappe à la sortie des inducteurs; une nouvelle fraction, à l'entrée dans l'armature. On cherche à rendre la perte minimum par la construction; on peut admettre qu'elle représente une fraction constante du flux pour une machine donnée.

Soient Q^ le flux d'induction qui traverse l'armature en se partageant également entre les deux moitiés ; Q» le flux de l'entre-fer, Q,' celui de l'inducteur; en représentant par p et q des facteurs plus grands que l'unité, et qui peuvent être déterminés par l'expérience, on peut poser

Qi =qQé=pqQa-

tl est évident que si l'on connaît Q«, on connaît la force électromotrice. A chac|ue tour^ la variation du flux pour une fepire est Qrt/ s'il y a 2Wt spires et que n soit le nombre des tours par secorldCj on a

È==2W?nQc.

Représentons par la lettre R affectée de Tindice correspondant, le facteur -- relatif à chacune des parties du circuit,

fxS

autrement dit la résistance magnélique de cette partie (250). Le nombre R varie avec l'induction magnétique et doit pouvoir être déterminé pour chaque valeur de l'induction d'après des expériences préalables. Si on applique la formule (2) du § 250, en remarquant que dans l'armature il y a autant de spires traversées dans un sens que de spires traversées en sens contraire et que, par suite, celles-ci donnent un terme nul dans l'expression de la force magnétomotrice, on aura

Q«(R«+pR.+FyR,)=.47^NI,

N étant le nombre des spires de l'inducteur et I l'intensité du courant qui les traverse.

En se donnant des valeurs de Q,,, on pourra calculer les valeurs de I correspondantes et construire une courbe en prenant I comme abscisse et Qa comme ordonnée. On obtient ainsi une espèce de caractéristique de la machine qui ne dépend pas de la vitesse, comme la caractéristique employée plus haut (339), et qu'on peut appeler sa caractéristique magnétique.

Dans les machines actuelles, on cherche à obtenir la plus grande valeur possible de 0^ dans l'armature, par exemple des valeurs d'induction allant jusqu'à 20000 ou 3oooo unités par centimètre carré (177). Dans les inducteurs, au contraire, on cherche à ne pas dépasser la demi-saturation. C'est d'après cette considération et d'après les valeurs admises pour les coelïicients p et q, qu'on calculera la section des inducteurs par rapport à celle de l'armature.